类固醇激素哇巴因通过mRNA重编程调控的非经典训练机制协同Na+,K+-ATPase增强先天免疫抗细菌感染

《Acta Pharmaceutica Sinica B》:Steroid hormone ouabain cooperates with Na+,K+-ATPase to improve innate immunity against bacterial infections through a non-classic training mechanism regulated by mrna reprogramming

【字体: 时间:2025年12月30日 来源:Acta Pharmaceutica Sinica B 14.6

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  本研究针对脓毒症免疫麻痹状态下先天免疫细胞功能受损的临床难题,首次发现类固醇激素哇巴因可通过激活整合性转录后RNA调节子复合物,以mRNA重编程这一非经典训练免疫机制,显著提升先天免疫细胞抗感染能力。该研究不仅揭示了RNA结合蛋白HuR和长链非编码RNA CYTOR/MORRBID在免疫记忆形成中的关键作用,还证实哇巴因的训练效果优于经典诱导剂β-葡聚糖,为脓毒症免疫治疗提供了新靶点。

当人体遭遇严重感染时,免疫系统可能陷入一种特殊状态——初期过度炎症反应后出现免疫麻痹,此时免疫细胞对病原体刺激反应迟钝,犹如进入"休眠"状态。这种脓毒症诱导的免疫麻痹是导致患者死亡的关键因素,但临床上仍缺乏有效干预手段。传统观点认为,免疫细胞的"记忆"功能主要依赖于表观遗传重编程,然而南京大学研究团队在《Acta Pharmaceutica Sinica B》发表的最新研究,揭示了一种全新的免疫训练机制。
研究人员发现,类固醇激素哇巴因能够通过mRNA重编程方式,诱导先天免疫细胞产生持久的免疫功能增强效应。这种新型训练免疫机制不依赖于经典的表观遗传修饰,而是通过构建整合性转录后RNA调节子复合物实现免疫记忆的形成。
研究团队运用了多种关键技术方法:通过盲肠结扎穿刺术建立小鼠脓毒症模型模拟免疫麻痹状态;利用临床获得的脓毒症患者外周血单核细胞样本进行验证;采用RNA干扰技术沉默关键基因表达;通过RNA免疫共沉淀和RNA pull-down实验分析RNA-蛋白质相互作用;采用染色质免疫共沉淀技术研究转录因子结合活性;通过单细胞RNA测序分析患者免疫细胞特征。
3.1. 哇巴因对外周先天免疫细胞产生持久功能增强效应
研究发现,尽管哇巴因在体内代谢迅速(半衰期<10分钟),但其对免疫细胞的功能增强效应可持续数天。在免疫麻痹模型中,单次哇巴因处理能使耐受性单核细胞在6天后仍保持对LPS刺激的高反应性。这种记忆效应在Na+,K+-ATPase α1亚基敲除小鼠中显著减弱,表明哇巴因的作用依赖于该受体。
3.2. 哇巴in具有训练免疫效应
遵循标准训练免疫实验方案,研究人员证实哇巴因能够诱导与β-葡聚糖类似的训练效应,但具有更快的反应速度和更低的乳酸产量。哇巴因训练的免疫细胞表现出增强的吞噬活性和细菌清除能力,在脓毒症模型中显著提高小鼠生存率。
3.3. PKCα/HuR参与的转录后调控机制
研究揭示哇巴因通过激活PKCα促进RNA结合蛋白HuR从细胞核向细胞质转运。HuR的核质穿梭对哇巴因的训练效应至关重要,在HuR缺陷型巨噬细胞中,哇巴因的训练效果显著减弱。
3.4. lncRNA-CYTOR通过滞留HuR于细胞质发挥关键作用
通过微阵列分析,研究人员发现长链非编码RNA CYTOR在哇巴因处理后显著上调。CYTOR能够与HuR特异性结合,并将其"劫持"在细胞质中,即使哇巴因信号消失后仍能维持HuR的细胞质定位。
3.5. CYTOR连接免疫耐受与训练免疫
CYTOR在免疫耐受和训练免疫状态中呈现动态变化,其在脓毒症患者单核细胞中表达异常。动物实验表明,哇巴因在1%β-葡聚糖剂量下即显示出更好的保护效果,两者联合使用可进一步提高生存率。
3.6. CYTOR稳定促炎细胞因子mRNA
研究发现CYTOR/HuR复合物能够延长TNF、GM-CSF和IFN-γ等免疫刺激因子mRNA的半衰期。CYTOR通过与miR-181d-5p竞争性结合TNF mRNA的3'-UTR区域,拮抗miRNA介导的mRNA降解。
3.7. 哇巴因通过EGFR/AP-1/CYTOR/EGFR自放大环路增加CYTOR产生
哇巴因激活EGFR/AP-1信号通路促进CYTOR转录,而CYTOR反过来稳定EGFR蛋白,形成正反馈放大环路,实现CYTOR的持续表达。
3.8. MORRBID在哇巴因训练效应中的关键作用
在小鼠模型中,研究人员发现MORRBID(人CYTOR的小鼠同源物)在哇巴因训练效应中发挥类似功能。MORRBID沉默显著减弱哇巴因对免疫麻痹的逆转效果。
3.9. 内源性哇巴因调节体内免疫细胞反应性
研究发现脓毒症免疫麻痹状态下血清内源性哇巴因水平显著降低,且与单核细胞功能呈正相关。肾上腺切除小鼠实验进一步证实内源性哇巴因在维持免疫稳态中的重要作用。
研究结论与讨论部分指出,这项研究首次揭示mRNA重编程是训练免疫的一种新机制,哇巴因作为新型训练免疫诱导剂,通过激活IPRRC实现快速、持久的免疫功能增强。与传统训练免疫诱导剂相比,哇巴因具有反应迅速、代谢负担小的优势,特别适合用于脓毒症免疫麻痹这种需要快速恢复免疫平衡的病理状态。
该研究的创新点在于发现CYTOR/HuR复合物是连接免疫耐受和训练免疫的关键分子开关,并阐明哇巴因通过EGFR/AP-1/CYTOR/EGFR自放大环路实现持续训练效应的分子机制。这些发现不仅为理解免疫记忆形成提供了新视角,也为脓毒症免疫治疗开辟了新途径。
值得注意的是,哇巴因作为临床已使用的心脏疾病治疗药物,其安全性已有一定保障,这为其在脓毒症免疫治疗中的转化应用提供了便利。研究揭示的内源性哇巴因免疫调节功能,也为理解神经-内分泌-免疫网络在脓毒症中的作用提供了新线索。

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